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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0119931 , eingereicht in Korea am 11. September 2014, die durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD-Vorrichtung) und spezieller auf eine LCD-Vorrichtung mit einer gleichmäßigen Zellenlücke.
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ERÖRTERUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
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Im Allgemeinen enthält eine LCD-Vorrichtung ein erstes Substrat, ein zweites Substrat und einen Abstandshalter dazwischen zum Aufrechterhalten einer Lücke zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat. Der Abstandshalter ist gemäß seiner Form oder seines Formungsprozesses als ein Kugelabstandshalter oder ein Säulenabstandshalter klassifiziert.
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In letzter Zeit ist ein Säulenabstandshalter, der in einer gewünschten Position und in einer gewünschten Form ausgebildet ist, umfassend verwendet worden. Im Allgemeinen ist der Säulenabstandshalter auf dem zweiten Substrat ausgebildet, das durch einen kleiner nummerierten Maskenprozess als das erste Substrat hergestellt wird. Der Säulenabstandshalter ist in einen Lücken-Säulenabstandshalter, der sich mit dem ersten Substrat, das einen Dünnschichttransistor enthält, in Kontakt befindet, und einen Schub-Säulenabstandshalter, der um einen vorgegebenen Abstand von dem ersten Substrat beabstandet ist, klassifiziert.
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1 ist eine Draufsicht einer LCD-Vorrichtung der verwandten Technik.
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Wie in 1 gezeigt ist, enthält die LCD-Vorrichtung der verwandten Technik ein erstes Substrat 10, das einen Dünnschichttransistor (TFT) Tr, eine Bildpunktelektrode 57 und eine (nicht gezeigte) Elektrode für gemeinsames Potential enthält, ein (nicht gezeigtes) zweites Substrat, das einen (nicht gezeigten) Lücken-Säulenabstandshalter enthält, und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat 10 und dem zweiten Substrat.
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Auf dem ersten Substrat 10 sind mehrere Gate-Leitungen 17 und mehrere Datenleitungen 18 ausgebildet. Die Gate-Leitungen 17 und die Datenleitungen 18 kreuzen einander, um mehrere Bildpunktbereiche zu definieren.
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In jedem Bildpunktbereich ist der TFT Tr, der mit der Gate-Leitung 17 und der Datenleitung 18 verbunden ist, an einem Kreuzungsabschnitt der Gate-Leitung 17 und der Datenleitung 18 ausgebildet.
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Eine (nicht gezeigte) erste Passivierungsschicht, die den TFT Tr abdeckt, ist über dem ersten Substrat 10 ausgebildet, während eine (nicht gezeigte) zweite Passivierungsschicht auf der ersten Passivierungsschicht ausgebildet ist.
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Ein Abschnitt der zweiten Passivierungsschicht, der dem TFT Tr entspricht, ist entfernt, um ein Loch ”hl”, das einen Abschnitt der ersten Passivierungsschicht freilegt, zu bilden.
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Die Elektrode für gemeinsames Potential ist auf der zweiten Passivierungsschicht und über einer gesamten Oberfläche des ersten Substrats 10 ausgebildet. Eine dritte Passivierungsschicht ist auf der Elektrode für gemeinsames Potential ausgebildet.
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Die Bildpunktelektrode 57, die aus einem transparenten leitfähigen Material ausgebildet ist und sich mit einer Drain-Elektrode 36 des TFT Tr in Kontakt befindet, ist auf der dritten Passivierungsschicht ausgebildet. Die Bildpunktelektrode 57 enthält wenigstens eine Öffnung, die der Elektrode für gemeinsames Potential entspricht.
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Auf dem zweiten Substrat, das dem ersten Substrat zugewandt ist, sind eine (nicht gezeigte) schwarze Matrix, die dem TFT Tr und den Grenzen des Bildpunktbereichs entspricht, und eine (nicht gezeigte) Farbfilterschicht ausgebildet. Die Farbfilterschicht enthält rote, grüne und blaue Farbfiltermuster. Eine (nicht gezeigte) Überzugschicht, die eine flache Oberseite aufweist, ist auf der Farbfilterschicht ausgebildet, wobei ein (nicht gezeigter) Lücken-Säulenabstandshalter, der eine Säulenform aufweist, auf der Überzugschicht ausgebildet ist.
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In diesem Fall ist der Lücken-Säulenabstandshalter in einer ersten Position 11, die der zweiten Passivierungsschicht entspricht, zwischen benachbarten Löchern ”hl” positioniert, so dass sich eine gesamte Unterseite des Lücken-Säulenabstandshalters mit der dritten Passivierungsschicht auf der zweiten Passivierungsschicht in Kontakt befindet.
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Eine Anzahl und eine Dichte der Lücken-Säulenabstandshalter sind basierend auf einer Kontaktdichte der Lücken-Säulenabstandshalter auf dem ersten Substrat 10 bestimmt.
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Die 2A bis 2C sind Querschnittsansichten, die entlang der Linie II-II in 1 genommen sind. 2A zeigt einen gewünschten Ausrichtungszustand zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, während die 2B und 2C einen Fehlausrichtungszustand zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat zeigen.
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Wie in den 2A bis 2C gezeigt ist, ist der TFT Tr auf dem ersten Substrat 10 ausgebildet. Der TFT Tr enthält eine Halbleiterschicht 13, die einen ersten Bereich 13a und zweite Bereiche 13b auf beiden Seiten des ersten Bereichs 13a enthält, eine Gate-Isolierschicht 16, eine Gate-Elektrode 21, eine Zwischenschicht-Isolierschicht 23, die die Halbleiter-Kontaktlöcher, die die zweiten Bereiche 13b freilegen, enthält, eine Source-Elektrode 33 und eine Drain-Elektrode 36. Die Source- und die Drain-Elektrode 33 und 36 befinden sich durch die Halbleiter-Kontaktlöcher mit den zweiten Bereichen 13b der Halbleiterschicht 13 in Kontakt.
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Die erste Passivierungsschicht 41, die ein Drain-Kontaktloch ”ch”, das die Drain-Elektrode 36 freilegt, enthält, ist auf dem TFT Tr ausgebildet. Außerdem ist die zweite Passivierungsschicht 51, die das Loch ”hl” enthält, das dem TFT Tr entspricht, auf der ersten Passivierungsschicht 41 ausgebildet.
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Die (nicht gezeigte) Elektrode für gemeinsames Potential ist auf der zweiten Passivierungsschicht 51 ausgebildet, während die dritte Passivierungsschicht 55, die das Drain-Kontaktloch ”ch” freilegt, auf der Elektrode für gemeinsames Potential ausgebildet ist. Die Bildpunktelektrode, die sich durch das Drain-Kontaktloch ”ch” mit der Drain-Elektrode 36 in Kontakt befindet, ist auf der dritten Passivierungsschicht 55 ausgebildet.
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Auf dem zweiten Substrat 20 sind die schwarze Matrix 61, die Farbfilterschicht 63, die Überzugschicht 65 und der Lücken-Säulenabstandshalter 75 ausgebildet.
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Das erste und das zweite Substrat 10 und 20 sind so befestigt, dass sich der Lücken-Säulenabstandshalter 75 mit einem Element, z. B. der dritten Passivierungsschicht 55, auf dem ersten Substrat 10 in Kontakt befindet.
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In 2A befindet sich eine gesamte Unterseite des Lücken-Säulenabstandshalters 75 mit der dritten Passivierungsschicht 55 auf der zweiten Passivierungsschicht 51 in Kontakt, so dass eine Zellenlücke einer Flüssigkristalltafel gleichmäßig aufrechterhalten wird.
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Wenn andererseits in 2B die Fehlausrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 10 und 20 erzeugt worden ist, befindet sich ein Abschnitt der Unterseite des Lücken-Säulenabstandshalters mit der dritten Passivierungsschicht 55 in Kontakt, wobei ein anderer Abschnitt der Unterseite des Lücken-Säulenabstandshalters an dem Loch ”hl” positioniert ist. Die Kontaktfläche zwischen dem Lücken-Säulenabstandshalter und der dritten Passivierungsschicht 55 ist nämlich verringert.
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Wenn außerdem in 2C mehr Fehlausrichtung erzeugt worden ist, befindet sich eine gesamte Unterseite des Lücken-Säulenabstandshalters 75 mit der dritten Passivierungsschicht 55 in dem Loch ”hl” in Kontakt, so dass die Zellenlücke der Flüssigkristalltafel verringert ist.
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Dementsprechend ist die Zellenlücke der Flüssigkristalltafel nicht gleichmäßig, so dass eine Sollmenge der Flüssigkristallschicht nicht gefüllt ist. Im Ergebnis ist eine Bildqualität verschlechtert. Wenn außerdem die LCD-Vorrichtung berührt oder gedrückt wird, wird in dem Abschnitt eine Ungleichmäßigkeit der Helligkeit erzeugt.
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In einer LCD-Vorrichtung eines Modells mit einer hohen Anzahl von Bildpunkten pro Zoll ist eine Breite der zweiten Passivierungsschicht 51 zwischen benachbarten Löchern ”hl” verringert. Dementsprechend wird mit einer kleinen äußeren Einwirkung oder einer kleinen Fehlausrichtung der Lücken-Säulenabstandshalter 75 verschoben, so dass er in das Loch ”hl” eingesetzt ist, so dass es ein großes Problem bei der Zellenlücke gibt.
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US 2005/0 270 471 A1 betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, bei der Abstandshalter im Bereich von Kontaktlöchern zum Verbinden von zusätzlichen Speicherelektroden mit Bildpunktelektroden angeordnet sind. Die Abstandshalter sind an unterschiedlichen Positionen in den Bildpunktbereichen angeordnet und in einer Richtung parallel zu den Gate-Leitungen sowie in einer Richtung parallel zu den Datenleitungen gegeneinander verschoben.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung auf eine LCD-Vorrichtung gerichtet, die ein oder mehrere der Probleme aufgrund der Einschränkungen und Nachteile der verwandten Technik im Wesentlichen beseitigt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine LCD-Vorrichtung zu schaffen, die eine gleichmäßige Zellenlücke effizient mit einer vereinfachten Struktur erzielt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch die Praxis der Erfindung gelernt werden. Die Aufgaben und anderen Vorteile der Erfindung werden durch die Struktur verwirklicht und erreicht, die sowohl in der schriftlichen Beschreibung und ihren Ansprüchen als auch in den beigefügten Zeichnungen besonders dargelegt ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Gemäß einem Aspekt, enthält eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung ein erstes Substrat, das erste und zweite Bildpunktbereiche enthält; ein zweites Substrat, das dem ersten Substrat zugewandt ist; einen Dünnschichttransistor in jedem der ersten und der zweiten Bildpunktbereiche; eine Bildpunktelektrode auf dem ersten Substrat und in jedem der ersten und der zweiten Bildpunktbereiche, wobei die Bildpunktelektrode mit dem Dünnschichttransistor verbunden ist; eine Elektrode für gemeinsames Potential auf dem ersten Substrat oder dem zweiten Substrat; erste und zweite Säulenabstandshalter auf dem zweiten Substrat und den ersten bzw. den zweiten Bildpunktbereichen entsprechend; und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, wobei eine erste relative Position des ersten Säulenabstandshalters in dem ersten Bildpunktbereich von einer zweiten relativen Position des zweiten Säulenabstandshalters in dem zweiten Bildpunktbereich verschieden ist.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung ein erstes Substrat, das erste bis vierte Bildpunktbereiche enthält; erste bis vierte Dünnschichttransistoren jeweils in den ersten bis vierten Bildpunktbereichen; eine erste Passivierungsschicht, die erste bis vierte Löcher enthält, die jeweils die ersten bis vierten Dünnschichttransistoren freilegen; eine Elektrode für gemeinsames Potential auf der ersten Passivierungsschicht; eine zweite Passivierungsschicht auf der Elektrode für gemeinsames Potential, die ein Drain-Kontaktloch in den ersten bis vierten Löchern aufweist, wobei eine Drain-Elektrode jedes der ersten bis vierten Dünnschichttransistoren durch das Drain-Kontaktloch freigelegt ist; eine Bildpunktelektrode auf der zweiten Passivierungsschicht und in jedem der ersten bis vierten Bildpunktbereiche, wobei die Bildpunktelektrode jeweils mit den ersten bis vierten Dünnschichttransistoren verbunden ist; erste und zweite Säulenabstandshalter auf einem zweiten Substrat und den ersten und den dritten Bildpunktbereichen entsprechend; und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, wobei ein erster Kontaktbereich zwischen dem ersten Säulenabstandshalter und der zweiten Passivierungsschicht größer als ein zweiter Kontaktbereich zwischen dem zweiten Säulenabstandshalter und der zweiten Passivierungsschicht ist.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung ein erstes und ein zweites Substrat, die einander zugewandt sind; eine Gate-Leitung auf dem ersten Substrat; erste und zweite Datenleitungen auf dem ersten Substrat, die die Gate-Leitung kreuzen, um erste und zweite Bildpunktbereiche zu definieren; einen Dünnschichttransistor in jedem der ersten und der zweiten Bildpunktbereiche, der mit der Gate-Leitung und einer der ersten und der zweiten Datenleitungen verbunden ist; eine Bildpunktelektrode auf dem ersten Substrat, die mit dem Dünnschichttransistor verbunden ist; eine Elektrode für gemeinsames Potential auf dem ersten Substrat oder dem zweiten Substrat; erste und zweite Säulenabstandshalter auf dem zweiten Substrat, die den ersten bzw. den zweiten Bildpunktbereichen entsprechen; und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, wobei ein Ende des ersten Säulenabstandshalters einen ersten Abstand von der ersten Datenleitung aufweist und ein Ende des zweiten Säulenabstandshalters einen zweiten Abstand, der von dem ersten Abstand verschieden ist, von der zweiten Datenleitung aufweist.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung ein erstes Substrat, das erste und zweite Bildpunktbereiche enthält; ein zweites Substrat, das dem ersten Substrat zugewandt ist; erste und zweite Dünnschichttransistoren in den ersten bzw. den zweiten Bildpunktbereichen; eine Passivierungsschicht auf den ersten und den zweiten Dünnschichttransistoren, die erste und zweite Kontaktlöcher enthält, die eine Drain-Elektrode jedes der ersten bzw. der zweiten Dünnschichttransistoren freilegt; eine Bildpunktelektrode auf dem ersten Substrat und in jedem der ersten und der zweiten Bildpunktbereiche, wobei die Bildpunktelektrode mit jedem der ersten und der zweiten Dünnschichttransistoren verbunden ist; eine Elektrode für gemeinsames Potential auf dem ersten Substrat oder dem zweiten Substrat; erste und zweite Säulenabstandshalter auf dem zweiten Substrat, die den ersten bzw. den zweiten Bildpunktbereichen entsprechen; und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, wobei der erste Säulenabstandshalter einen ersten Abstand von dem ersten Kontaktloch aufweist und der zweite Säulenabstandshalter einen zweiten Abstand, der von dem ersten Abstand verschieden ist, von dem zweiten Kontaktloch aufweist.
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Es ist selbstverständlich, dass sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende ausführliche Beschreibung beispielhaft und erklärend sind und vorgesehen sind, eine weitere Erklärung der Erfindung, wie sie beansprucht ist, bereitzustellen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu schaffen, und die in diese Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.
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1 ist eine Draufsicht einer LCD-Vorrichtung der verwandten Technik.
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2A bis 2C sind entlang der Linie II-II in 1 genommene Querschnittsansichten.
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3A bis 3C sind Draufsichten der Bildpunktbereiche einer LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4A bis 4C sind entlang der Linien III-III in 3A, IV-IV in 3B bzw. V-V in 3C genommene Querschnittsansichten.
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5A bis 5C sind Querschnittsansichten, die einen Fehlausrichtungszustand in einer LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun wird ausführlich auf die bevorzugten Ausführungsformen Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind.
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Die 3A bis 3C sind Draufsichten der Bildpunktbereiche einer LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den 3A bis 3C gezeigt ist, enthält eine LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein erstes Substrat 110, das einen Dünnschichttransistor (TFT) Tr, eine Bildpunktelektrode 157 und eine (nicht gezeigte) Elektrode für gemeinsames Potential enthält, ein (nicht gezeigtes) zweites Substrat, das einen (nicht gezeigten) Säulenabstandshalter enthält), und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat 110 und dem zweiten Substrat.
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Auf dem ersten Substrat 110 sind mehrere Gate-Leitungen 117 und mehrere Datenleitungen 118 ausgebildet. Die Gate-Leitungen 117 und die Datenleitungen 118 kreuzen einander, um mehrere Bildpunktbereiche zu definieren. Die Gate-Leitung 117 erstreckt sich nämlich entlang einer ersten Richtung, während sich die Datenleitung 118 entlang einer zweiten Richtung erstreckt. Sowohl die Gate-Leitung 117 als auch die Datenleitung 118 enthalten ein Material mit einem niedrigen Widerstand. Sowohl die Gate-Leitung 117 als auch die Datenleitung 118 können Aluminium (Al) und/oder eine Al-Legierung (AlNd) und/oder Kupfer (Cu) und/oder eine Cu-Legierung und/oder Molybdän und/oder eine Mo-Legierung (MoTi) enthalten.
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In jedem Bildpunktbereich ist der TFT Tr, der mit der Gate-Leitung 117 und der Datenleitung 118 verbunden ist, an einem Kreuzungsabschnitt der Gate-Leitung 117 und der Datenleitung 118 ausgebildet. Der TFT enthält eine Gate-Elektrode 121, eine (nicht gezeigte) Gate-Isolierschicht, eine (nicht gezeigte) Halbleiterschicht, eine Source-Elektrode 133 und eine Drain-Elektrode 136.
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In den 3A bis 3C weist ein Kanal des TFT Tr eine ”U”-Form auf, die bezüglich der Gate-Leitung 117 um etwa 45 Grad gedreht ist. Er ist jedoch nicht darauf eingeschränkt.
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Eine (nicht gezeigte) erste Passivierungsschicht, die den TFT Tr abdeckt, ist über dem ersten Substrat 110 ausgebildet, und eine (nicht gezeigte) zweite Passivierungsschicht ist auf der ersten Passivierungsschicht ausgebildet. Die erste Passivierungsschicht ist z. B. aus einem anorganischen isolierenden Material ausgebildet, während die zweite Passivierungsschicht aus einem organischen isolierenden Material ausgebildet ist. In diesem Fall kann die zweite Passivierungsschicht aus Photoacryl ausgebildet sein, das eine relativ niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist.
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In der ersten Passivierungsschicht ist ein Drain-Kontaktloch ”ch” ausgebildet, um die Drain-Elektrode 136 des TFT Tr freizulegen. Außerdem sind in der zweiten Passivierungsschicht erste bis sechste Löcher ”hl1” bis ”hl6” in Übereinstimmung mit dem TFT Tr in jedem Bildpunktbereich ausgebildet. Jedes der ersten bis sechsten Löcher ”hl1” bis ”hl6” weist eine Größe auf, die größer als das Drain-Kontaktloch ”ch” in jedem Bildpunktbereich ist, und legt die erste Passivierungsschicht auf dem TFT Tr frei.
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Auf der zweiten Passivierungsschicht, die die ersten bis sechsten Löcher ”hl1 bis ”hl6” enthält, ist die Elektrode für gemeinsames Potential, die eine gesamte Oberfläche eines Anzeigebereichs, der die Bildpunktbereiche enthält, abdeckt, ausgebildet. Die Elektrode für gemeinsames Potential enthält ein transparentes leitfähiges Material und weist im Anzeigebereich eine Plattenform auf.
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Eine (nicht gezeigte) dritte Passivierungsschicht ist auf der Elektrode für gemeinsames Potential und über der zweiten Passivierungsschicht ausgebildet. Die dritte Passivierungsschicht ist in den ersten bis sechsten Löchern ”hl1” bis ”hl6” teilweise entfernt, um das Drain-Kontaktloch ”ch” in der ersten Passivierungsschicht freizulegen. Die erste und die dritte Passivierungsschicht enthalten nämlich das Drain-Kontaktloch ”ch” in jedem der ersten bis sechsten Löcher ”hl1” bis ”hl6”, um die Drain-Elektrode 136 freizulegen.
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Auf der dritten Passivierungsschicht ist die Bildpunktelektrode 157, die sich durch das Drain-Kontaktloch ”ch” mit der Drain-Elektrode 136 des TFT Tr in Kontakt befindet, ausgebildet. Die Bildpunktelektrode 157 enthält ein transparentes leitfähiges Material und eine Plattenform in jedem Bildpunktbereich. Die Bildpunktelektrode 157 enthält wenigstens eine Öffnung, die der Elektrode für gemeinsames Potential entspricht, so dass zwischen der Elektrode für gemeinsames Potential und der Bildpunktelektrode 157 ein Streufeld erzeugt wird.
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Auf dem zweiten Substrat, das dem ersten Substrat 110 zugewandt ist, sind eine (nicht gezeigte) schwarze Matrix, die dem TFT Tr und den Grenzen des Bildpunktbereichs entspricht, und eine (nicht gezeigte) Farbfilterschicht ausgebildet. Die Farbfilterschicht enthält rote, grüne und blaue Farbfiltermuster. Eine (nicht gezeigte) Überzugschicht, die eine flache Oberseite aufweist, ist auf der Farbfilterschicht ausgebildet, wobei die (nicht gezeigten) Säulenabstandshalter, die eine Säulenform aufweisen, auf der Überzugschicht ausgebildet sind. Die Säulenabstandshalter dienen als ein Lücken-Säulenabstandshalter.
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In 3A ist ein (nicht gezeigter) erster Säulenabstandshalter in einem ersten Abschnitt 111a, der einem Abschnitt der zweiten Passivierungsschicht entspricht, zwischen dem ersten und dem zweiten Loch ”hl1” und ”hl2” ausgebildet. Im Ergebnis befindet sich eine Gesamtheit einer Unterseite des ersten Säulenabstandshalters mit der dritten Passivierungsschicht auf dem Abschnitt der zweiten Passivierungsschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Loch ”hl1” und ”hl2” in Kontakt.
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In 3B ist ein (nicht gezeigter) zweiter Säulenabstandshalter in einem zweiten Abschnitt 111b positioniert, so dass sich ein Teil der Unterseite des zweiten Säulenabstandshalters mit der dritten Passivierungsschicht in Kontakt befindet. Der zweite Säulenabstandshalter ist nämlich zwischen der zweiten Passivierungsschicht, die zwischen dem dritten und dem vierten Loch ”hl3” und ”hl4” positioniert ist, und dem dritten Loch ”hl3” positioniert.
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In 3C ist ein (nicht gezeigter) dritter Säulenabstandshalter in einem dritten Abschnitt 111c positioniert, so dass sich ein Teil der Unterseite des dritten Säulenabstandshalters mit der dritten Passivierungsschicht in Kontakt befindet. Der dritte Säulenabstandshalter ist nämlich zwischen der zweiten Passivierungsschicht, die zwischen dem fünften und dem sechsten Loch ”hl5” und ”h6” positioniert ist, und dem sechsten Loch ”hl6” positioniert.
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Mit anderen Worten, eine Position des zweiten Säulenabstandshalters ist entlang einer ersten Richtung, z. B. einer Linksrichtung, bezüglich des ersten Säulenabstandshalters verschoben, während eine Position des dritten Säulenabstandshalters entlang einer zweiten Richtung, z. B. einer Rechtsrichtung, bezüglich des ersten Säulenabstandshalters verschoben ist.
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Eine Anzahl und eine Dichte der Säulenabstandshalter sind basierend auf einer Kontaktdichte der ersten bis dritten Säulenabstandshalter auf dem ersten Substrat 110 bestimmt.
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Die 4A bis 4C sind entlang den Linien III-III in 3A, IV-IV in 3B bzw. V-V in 3C genommene Querschnittsansichten.
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Wie in den 4A bis 4C gezeigt ist, enthält eine LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein erstes Substrat 110, das den TFT Tr, die Bildpunktelektrode 157 und die (nicht gezeigte) Elektrode für gemeinsames Potential enthält, ein zweites Substrat 120, das erste bis dritte Säulenabstandshalter 175a, 175b und 175c enthält, und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat 110 und dem zweiten Substrat 120.
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Auf dem ersten Substrat 110, das Glas oder Kunststoff enthält, um eine transparente Eigenschaft und eine isolierende Eigenschaft aufzuweisen, ist die Halbleiterschicht 113, die einen ersten Bereich 113a und zweite Bereiche 113b auf beiden Seiten des ersten Bereichs 113a enthält, ausgebildet. Die Gate-Isolierschicht 116 ist auf dem ersten Substrat 110, das die Halbleiterschicht 113 enthält, ausgebildet. Die Gate-Isolierschicht 116 enthält ein anorganisches isolierendes Material. Die Gate-Isolierschicht kann z. B. aus Siliciumoxid oder Siliciumnitrid ausgebildet sein.
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Die Gate-Leitung 117 (nach 3A), die sich entlang einer ersten Richtung erstreckt, ist auf der Gate-Isolierschicht 116 ausgebildet. Die Gate-Leitung 117 enthält ein Metallmaterial mit niedrigem Widerstand. Die Gate-Leitung 117 kann z. B. aus Aluminium (Al) und/oder einer Al-Legierung (AlNd) und/oder Kupfer (Cu) und/oder einer Cu-Legierung und/oder Molybdän und/oder einer Mo-Legierung (MoTi) ausgebildet sein. Außerdem ist die Gate-Elektrode 121, die mit der Gate-Leitung verbunden ist, auf der Gate-Isolierschicht 116 ausgebildet. Die Gate-Elektrode 121 ist aus dem gleichen Material und auf derselben Schicht wie die Gate-Leitung 117 ausgebildet.
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Die Zwischenschicht-Isolierschicht 123 ist auf der Gate-Elektrode 121 und der Gate-Isolierschicht 116 ausgebildet, während eine Source-Elektrode 133 und eine Drain-Elektrode 136 auf der Zwischenschicht-Isolierschicht 123 ausgebildet sind. Die Source- und die Drain-Elektrode 133 und 136 sind voneinander beabstandet.
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Die Halbleiterschicht 113, die Gate-Isolierschicht 116, die Gate-Elektrode 121, die Zwischenschicht-Isolierschicht 123, die Source-Elektrode 133 und die Drain-Elektrode 136 bilden den TFT Tr.
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Auf der Zwischenschicht-Isolierschicht 123 ist die Datenleitung 118 (nach 3A), die mit der Source-Elektrode 133 verbunden ist, ausgebildet. Die Datenleitung 118 kreuzt die Gate-Leitung 117, um den Bildpunktbereich zu definieren.
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Die erste Passivierungsschicht 141, die ein anorganisches isolierendes Material enthält, ist über dem ersten Substrat 110, das die Datenleitung 118, die Source-Elektrode 133 und die Drain-Elektrode 136 enthält, ausgebildet. Die erste Passivierungsschicht 141 kann z. B. aus Siliciumoxid oder Siliciumnitrid ausgebildet sein.
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Die zweite Passivierungsschicht 151, die ein organisches isolierendes Material mit einer relativ niedrigen Dielektrizitätskonstante enthält, ist auf der ersten Passivierungsschicht 141 ausgebildet. Die zweite Passivierungsschicht 151 kann z. B. aus Photoacryl ausgebildet sein.
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Wenn die zweite Passivierungsschicht 151 ohne die erste Passivierungsschicht 141 ausgebildet ist, kann ein Kanal des TFT Tr durch das Material der zweiten Passivierungsschicht 151 verunreinigt werden. Die erste Passivierungsschicht 141 ist ausgebildet, um das obige Problem zu verhindern.
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Die zweite Passivierungsschicht 151 enthält erste bis sechste Löcher ”hl1” bis ”hl6”. Die ersten bis sechsten Löcher ”hl1” bis ”hl6” entsprechen jeweils dem TFT Tr in jedem Bildpunkt, so dass die erste Passivierungsschicht 141 auf dem TFT Tr durch die ersten bis sechsten Löcher ”hl1” bis ”hl6” freigelegt ist.
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Die (nicht gezeigte) Elektrode für gemeinsames Potential ist auf der zweiten Passivierungsschicht 151, die die ersten bis sechsten Löcher ”hl1” bis ”hl6” enthält, und über einer gesamten Oberfläche des Anzeigebereichs ausgebildet. Die Elektrode für gemeinsames Potential ist aus einem transparenten leitfähigen Material, z. B. Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid (IZO), ausgebildet. Die Elektrode für gemeinsames Potential kann ein TFT-Kontaktloch, das den TFT Tr freilegt, enthalten, um eine parasitäre Kapazität zwischen der Elektrode für gemeinsames Potential und den Elektroden des TFT Tr zu verhindern.
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Die dritte Passivierungsschicht 155 ist auf der ersten Passivierungsschicht 141, der zweiten Passivierungsschicht 151 und der Elektrode für gemeinsames Potential ausgebildet. Die dritte Passivierungsschicht 155 deckt eine gesamte Oberfläche des ersten Substrats 110 mit Ausnahme des Drain-Kontaktlochs ”ch” ab. Die Drain-Elektrode 136 ist durch das Drain-Kontaktloch ”ch” in der ersten und der dritten Passivierungsschicht 141 und 155 freigelegt. Die dritte Passivierungsschicht 155 ist nämlich in den ersten bis dritten Löchern ”hl1” bis ”hl6” ausgebildet. Die dritte Passivierungsschicht 155 ist aus einem anorganischen isolierenden Material, z. B. Siliciumoxid oder Siliciumnitrid, ausgebildet.
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Außerdem ist die Bildpunktelektrode 157 auf der dritten Passivierungsschicht 155 ausgebildet. Die Bildpunktelektrode 157 befindet sich durch das Drain-Kontaktloch ”ch” in den ersten bis sechsten Löchern ”hl1” bis ”hl6” mit der Drain-Elektrode 136 in Kontakt und ist aus einem transparenten leitfähigen Material, z. B. Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid (IZO), ausgebildet. Die Bildpunktelektrode 157 weist in jedem Bildpunktbereich eine Plattenform auf und enthält wenigstens eine Öffnung. Im Ergebnis erzeugen die Bildpunktelektrode 157 und die Elektrode für gemeinsames Potential ein Streufeld.
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Auf dem zweiten Substrat 120, das dem ersten Substrat 110 zugewandt ist, sind eine schwarze Matrix 161, die dem TFT Tr und den Grenzen des Bildpunktbereichs entspricht, und eine Farbfilterschicht 163 ausgebildet. Die Farbfilterschicht 163 enthält rote, grüne und blaue Farbfiltermuster. Eine Überzugschicht 165, die eine flache Oberfläche aufweist, ist auf der Farbfilterschicht ausgebildet, wobei die ersten bis dritten Säulenabstandshalter 175a, 175b und 175c, von denen jeder eine Säulenform aufweist, auf der Überzugschicht 165 ausgebildet sind. Außerdem kann ein (nicht gezeigter) Schub-Säulenabstandshalter, der eine kleinere Dicke oder Höhe als die ersten bis dritten Säulenabstandshalter 175a, 175b und 175c aufweist, ferner auf der Überzugschicht 165 ausgebildet sein. Der Schub-Säulenabstandshalter ist von einer obersten Schicht, z. B. der dritten Passivierungsschicht 155 oder der Bildpunktelektrode 157, des ersten Substrats 110 beabstandet.
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In 4A ist der erste Säulenabstandshalter 175a an dem ersten Abschnitt 111a (nach 3A) positioniert, der einem Abschnitt der zweiten Passivierungsschicht 151 zwischen dem ersten und dem zweiten Loch ”hl1” und ”hl2” entspricht. Im Ergebnis befindet sich eine Gesamtheit einer Unterseite des ersten Säulenabstandshalters 175a mit der dritten Passivierungsschicht 155 auf der zweiten Passivierungsschicht 151 zwischen dem ersten und dem zweiten Loch ”hl1” und ”hl2” in Kontakt.
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In 4B ist ein zweiter Säulenabstandshalter 175b an dem zweiten Abschnitt 111b (nach 3B) positioniert, so dass sich ein Teil der Unterseite des zweiten Säulenabstandshalters 175b mit der dritten Passivierungsschicht 155 in Kontakt befindet, wobei der andere Teil der Unterseite des zweiten Säulenabstandshalters 175b an dem dritten Loch ”hl3” angeordnet ist. Der zweite Säulenabstandshalter 175b ist nämlich zwischen der zweiten Passivierungsschicht 151, die zwischen dem dritten und dem vierten Loch ”hl3” und ”hl4” positioniert ist, und dem dritten Loch ”hl3” positioniert.
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In 4C ist ein dritter Säulenabstandshalter 175c an dem dritten Abschnitt 111c (nach 3C) positioniert, so dass sich ein Teil der Unterseite des dritten Säulenabstandshalters 175c mit der dritten Passivierungsschicht 155 in Kontakt befindet, wobei der andere Teil der Unterseite des dritten Säulenabstandshalters 175c an dem sechsten Loch ”hl6” angeordnet ist. Der dritte Säulenabstandshalter 175c ist nämlich zwischen der zweiten Passivierungsschicht 151, die zwischen dem fünften und dem sechsten Loch ”hl5” und ”hl6” positioniert ist, und dem sechsten Loch ”hl6” positioniert. In 4C befindet sich der dritte Säulenabstandshalter 175c mit der Bildpunktelektrode 157 in Kontakt. Wenn sich jedoch die Bildpunktelektrode 157 nicht über eine Oberseite der zweiten Passivierungsschicht 151 erstreckt, befindet sich der dritte Säulenabstandshalter 175c nicht mit der Bildpunktelektrode 157 in Kontakt.
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Mit anderen Worten, eine Position des zweiten Säulenabstandshalters 175b ist entlang einer ersten Richtung, z. B. einer Linksrichtung, bezüglich des ersten Säulenabstandshalters 175a verschoben, während eine Position des dritten Säulenabstandshalters 175c entlang einer zweiten Richtung, z. B. einer Rechtsrichtung, bezüglich des ersten Säulenabstandshalters 175a verschoben ist. Die relativen Positionen der ersten bis dritten Säulenabstandshalter 175a, 175b und 175c in jedem Bildpunktbereich sind nämlich voneinander verschieden. Ein erster Kontaktbereich zwischen dem ersten Säulenabstandshalter 175a und der dritten Passivierungsschicht 155 ist von einem zweiten Kontaktbereich zwischen dem zweiten Säulenabstandshalter 175b und der dritten Passivierungsschicht 155 und einem dritten Kontaktbereich zwischen dem dritten Säulenabstandshalter 175c und der dritten Passivierungsschicht 155 verschieden.
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Eine Anzahl und eine Dichte der ersten bis dritten Säulenabstandshalter 175a, 175b und 175c sind basierend auf einer Kontaktdichte der ersten bis dritten Säulenabstandshalter 175a, 175b und 175c auf dem ersten Substrat 110 bestimmt.
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Das erste und das zweite Substrat 110 und 120 sind mit einer (nicht gezeigten) Flüssigkristallschicht dazwischen befestigt, obwohl dies nicht gezeigt ist. An den Rändern des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120 ist ein Dichtungsmuster ausgebildet, um ein Auslaufen der Flüssigkristallschicht zu verhindern.
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In den 3A bis 3C und 4A bis 4C weist eine Seite der ersten bis dritten Säulenabstandshalter 175a, 175b und 175c einen Unterschied des Abstands von der Datenleitung 118 auf. Wie in 3A gezeigt ist, weist der erste Säulenabstandshalter 175a (nach 4A), der an dem ersten Abschnitt 111a positioniert ist, einen ersten Abstand von der Datenleitung 118 auf. Wie in 3B gezeigt ist, weist der zweite Säulenabstandshalter 175b (nach 4B), der an dem zweiten Abschnitt 111b positioniert ist, einen zweiten Abstand, der kleiner als der erste Abstand ist, von der Datenleitung 118 auf. Wie in 3C gezeigt ist, weist der dritte Säulenabstandshalter 175c (nach 4B), der an dem dritten Abschnitt 111c positioniert ist, einen dritten Abstand, der größer als der erste Abstand ist, von der Datenleitung 118 auf.
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Außerdem weisen die ersten bis dritten Säulenabstandshalter 175a, 175b und 175c einen Unterschied des Abstands von dem Drain-Kontaktloch ”ch” auf. Wie in 4A gezeigt ist, weist der erste Säulenabstandshalter 175a einen ersten Abstand von dem Drain-Kontaktloch ”ch” auf. Wie in 4B gezeigt ist, weist der zweite Säulenabstandshalter 175b einen zweiten Abstand, der kleiner als der erste Abstand ist, von dem Drain-Kontaktloch ”ch” auf. Wie in 4C gezeigt ist, weist der dritte Säulenabstandshalter 175c einen dritten Abstand, der größer als der erste Abstand ist, von dem Drain-Kontaktloch ”ch” auf.
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Die 5A bis 5C sind Querschnittsansichten, die einen Fehlausrichtungszustand in einer LCD-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Die 5A bis 5C zeigen das zweite Substrat 120, das entlang einer Linksrichtung, d. h., einer Pfeilrichtung, verschoben ist.
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In 5A ist der erste Säulenabstandshalter 157a auf dem zweiten Substrat 120 entlang der Linksrichtung verschoben. Im Ergebnis ist der erste Säulenabstandshalter 157a zwischen der zweiten Passivierungsschicht 151 und dem ersten Loch ”hl1” positioniert, so dass sich ein Teil der Unterseite des ersten Säulenabstandshalters 175a mit der dritten Passivierungsschicht 155 auf der zweiten Passivierungsschicht 151 zwischen dem ersten und dem zweiten Loch ”hl1” und ”hl2” in Kontakt befindet.
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In 5C ist, wenn das zweite Substrat 120 auf das erste Substrat 110 fehlausgerichtet ist, ist der dritte Säulenabstandshalter 175c außerdem verschoben, so dass der dritte Säulenabstandshalter 175c über der zweiten Passivierungsschicht 151 positioniert ist. Im Ergebnis befindet sich eine Gesamtheit einer Unterseite des dritten Säulenabstandshalters 175c mit der dritten Passivierungsschicht 155 auf der zweiten Passivierungsschicht 151 zwischen dem fünften und dem sechsten Loch ”hl5” und ”hl6” in Kontakt.
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In 5B ist, wenn das zweite Substrat 120 auf das erste Substrat 110 fehlausgerichtet ist, der zweite Säulenabstandshalter 175b außerdem verschoben, so dass der zweite Säulenabstandshalter 175b so positioniert ist, dass er dem dritten Loch ”hl3” entspricht. Aufgrund des ersten und des dritten Säulenabstandshalters 175a und 175c ist jedoch der zweite Säulenabstandshalter 175b nicht in das dritte Loch ”hl3” eingesetzt. Mit anderen Worten, der zweite Säulenabstandshalter 175b ist von der dritten Passivierungsschicht 155 in dem dritten Loch ”hl3” beabstandet, so dass eine Zellenlücke der Flüssigkristalltafel aufrechterhalten wird.
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Selbst wenn sich der zweite Säulenabstandshalter 175b durch eine Fehlausrichtung nicht mit der dritten Passivierungsschicht 155 auf der zweiten Passivierungsschicht 151 in Kontakt befindet, befinden sich nämlich der erste und der dritte Säulenabstandshalter 175a und 175c immer noch mit der dritten Passivierungsschicht 155 auf der zweiten Passivierungsschicht 151 in Kontakt, so dass eine Lücke zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 110 und 120 gleichmäßig aufrechterhalten wird.
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Wenn andererseits das zweite Substrat 120 entlang einer Rechtsrichtung verschoben ist, kann der dritte Säulenabstandshalter 175c so positioniert sein, dass er dem sechsten Loch ”hl6” entspricht. In diesem Fall befinden sich der erste und der zweite Säulenabstandshalter 175a und 175b immer noch mit der dritten Passivierungsschicht 155 in Kontakt, so dass die Zellenlücke der Flüssigkristalltafel außerdem aufrechterhalten wird.
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Wenn die Fehlausrichtung nicht erzeugt wird, wie in den 4A bis 4C gezeigt ist, wird die Zellenlücke durch den ersten Säulenabstandshalter 175a sicher aufrechterhalten. Wenn die Fehlausrichtung entlang der Linksrichtung erzeugt worden ist, wird die Zellenlücke durch den dritten Säulenabstandshalter 175c sicher aufrechterhalten. Wenn die Fehlausrichtung entlang der Rechtsrichtung erzeugt worden ist, wird die Zellenlücke durch den zweiten Säulenabstandshalter 175b sicher aufrechterhalten. Weil die Fehlausrichtung kleiner als die Ausrichtung ist, ist eine Anzahl der ersten Säulenabstandshalter 175a größer als jede der zweiten und der dritten Säulenabstandshalter 175b und 175c (erster Säulenabstandshalter 175a:zweiter Säulenabstandshalter 175b:dritter Säulenabstandshalter 175c = 2:1:1).
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Um die Fehlausrichtung sowohl in der Rechtsrichtung als auch in der Linksrichtung zu kompensieren, sind der zweite und der dritte Säulenabstandshalter 175b und 175c bezüglich des ersten Säulenabstandshalters 175a entgegengesetzt positioniert. Der zweite Säulenabstandshalter 175b ist nämlich auf einer ersten Seite des ersten Säulenabstandshalters 175a positioniert, während der dritte Säulenabstandshalter 175c auf einer zweiten Seite, d. h., der ersten Seite gegenüberliegend, des ersten Säulenabstandshalters 175a positioniert ist. Im Ergebnis ist der erste Säulenabstandshalter 175a zwischen dem zweiten und dem dritten Säulenabstandshalter 175b und 175c positioniert.
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Die 3A bis 3C, 4A bis 4C und 5A bis 5C zeigen die ersten bis dritten Säulenabstandshalter. Die LCD-Vorrichtung kann jedoch zwei Säulenabstandshalter enthalten. In diesem Fall ist eine relative Position des ersten Säulenabstandshalters von einer relativen Position des zweiten Säulenabstandshalters verschoben. Das Problem der Fehlausrichtung kann durch zwei Säulenabstandshalter kompensiert werden.
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Es ist außerdem erklärt worden, dass die Elektrode für gemeinsames Potential auf dem ersten Substrat ausgebildet ist. Die Elektrode für gemeinsames Potential kann jedoch auf dem zweiten Substrat ausgebildet sein, um ein vertikales elektrisches Feld mit der Bildpunktelektrode zu erzeugen. Alternativ können die Elektrode für gemeinsames Potential und die Bildpunktelektrode, von denen jede eine Stabform aufweist, auf dem ersten Substrat ausgebildet sein, wobei sie einander abwechseln.
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Weil in der vorliegenden Erfindung der zweite und der dritte Säulenabstandshalter bezüglich des ersten Säulenabstandshalters entgegengesetzt verschoben sind, wird die Zellenlücke der Flüssigkristalltafel gleichmäßig aufrechterhalten, selbst wenn die Fehlausrichtung erzeugt wird. Dementsprechend werden die Probleme, z. B. die Verschlechterung der Bildqualität, die Ungleichmäßigkeit der Helligkeit usw. in der LCD-Vorrichtung der verwandten Technik verhindert.
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Es wird durch die Fachleute auf dem Gebiet erkannt, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Folglich ist vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, vorausgesetzt sie kommen in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente.
